JPH07230313A - オフラインティーチング方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ティーチングデータの作成作業を効率的に行う
ことのできるオフラインティーチング方法および装置を
提供する。 【構成】ハードディスク３６に格納された溶接点データ
から部品を特定し、前記部品の属性データを検索し、さ
らに、前記属性データに対応した作業条件データを検索
し、前記作業条件データをティーチングデータに付加し
て現場の作業ロボットに供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、作業対象物のモデルデ
ータに基づき作業ロボットに対してティーチングデータ
を教示するオフラインティーチング方法および装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、製造ラインに設置された作業ロ
ボットを直接動作させてティーチングを行おうとする
と、前記作業ロボットの操作を熟知したオペレータが製
造ラインの現場で作業を行わなければならないため、そ
の分、作業が非効率的となってしまう。また、その作業
は、製造ラインを停止させた状態で行う必要があるた
め、当該製造ラインの稼働率が低下することになってし
まう。

【０００３】そこで、前記作業ロボットにおいては、テ
ィーチング作業の効率化を図るため、あるいは、前記製
造ラインの稼働率を維持するため、オフラインによるテ
ィーチングが広範に行われている。すなわち、コンピュ
ータ上に作業ロボットおよび作業対象物のモデルを構築
し、前記モデルを用いてティーチングデータを作成した
後、前記ティーチングデータを現場の作業ロボットに供
給するようにすれば、ティーチングデータの作成に際し
て製造ラインを停止させる必要がなく、また、効率的な
ティーチング作業も可能となる。

【０００４】ところで、従来のオフラインティーチング
では、前記ティーチングデータに対して作業対象物であ
る部品の材質や厚さといった属性データが何ら付加され
ていなかった。そのため、作業ロボットによる具体的な
作業条件データ、例えば、前記作業ロボットが溶接ロボ
ットである場合、溶接電流、溶接時間、加圧力等の作業
条件データについては、現場のオペレータが実際の作業
ロボットに対して現場で設定を行っていた。従って、現
場での作業に相当な負担が強いられていた。

【０００５】一方、前記の不具合を解消するために、オ
フラインティーチング時において、前記作業条件データ
を設定可能とした装置がある。しかしながら、この装置
では、オペレータが作業対象物の材質や厚みを図面や表
から検索し、それに対応する作業条件データを入力可能
としただけであり、現場での作業は軽減できるが、オフ
ラインティーチング時における作業の負担は、むしろ増
大する不具合が指摘されていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、前
記の不具合を解消し、作業対象物に対応した作業条件デ
ータを含むティーチングデータを効率的に作成すること
のできるオフラインティーチング方法および装置を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、作業対象物のモデルデータに基づき作
業ロボットに対してティーチングデータを教示するオフ
ラインティーチング方法において、前記作業対象物にお
ける前記作業ロボットの作業位置を求める第１ステップ
と、前記作業位置における前記作業対象物の属性データ
を属性データ保持手段より検索する第２ステップと、前
記属性データに対応した前記作業ロボットによる作業条
件データを作業条件データ保持手段より検索する第３ス
テップと、前記作業条件データを含むティーチングデー
タを作成する第４ステップと、からなることを特徴とす
る。

【０００８】また、本発明は、作業対象物のモデルデー
タに基づき作業ロボットに対してティーチングデータを
教示するオフラインティーチング方法において、前記作
業対象物の適用対象を設定する第１ステップと、前記作
業対象物における前記作業ロボットの作業位置を求める
第２ステップと、前記作業位置における前記作業対象物
の前記適用対象に対応した属性データを属性データ保持
手段より検索する第３ステップと、前記属性データに対
応した前記作業ロボットによる作業条件データを作業条
件データ保持手段より検索する第４ステップと、前記作
業条件データを含むティーチングデータを作成する第５
ステップと、からなることを特徴とする。

【０００９】また、本発明は、作業対象物のモデルデー
タに基づき作業ロボットに対してティーチングデータを
教示するオフラインティーチング装置において、前記作
業対象物における前記作業ロボットの作業位置に対応し
て、前記作業対象物の属性データを保持する属性データ
保持手段と、前記属性データに対応した前記作業ロボッ
トによる作業条件データを保持する作業条件データ保持
手段と、前記作業位置における前記属性データを検索す
る第１検索手段と、前記属性データに対応した前記作業
条件データを検索する第２検索手段と、を備え、当該作
業位置に対して前記作業条件データを含むティーチング
データを作成することを特徴とする。

【００１０】さらに、本発明は、前記属性データ保持手
段が、作業対象物の適用対象および作業ロボットの作業
位置に対応した属性データを保持し、前記第１検索手段
が、前記適用対象および前記作業位置に対応した前記属
性データを検索する、ことを特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明のオフラインティーチング方法および装
置では、作業ロボットによる作業位置を求め、その作業
位置における作業対象物の属性データを属性データ保持
手段より検索した後、前記属性データに対応した作業条
件データを作業条件データ保持手段より検索し、得られ
た前記作業条件データを前記作業位置に対する前記作業
ロボットのティーチングデータに付加して現場の作業ロ
ボットに供給する。現場では、前記ティーチングデータ
に従って作業ロボットを動作させ、前記作業条件データ
に基づいて所定の作業を実行する。

【００１２】また、本発明のオフラインティーチング方
法および装置では、前記属性データを作業対象物の適用
対象に対応させて検索し、その属性データから作業条件
データを検索設定することで、前記適用対象に対応した
作業条件データの付加されたティーチングデータを作成
し、現場の作業ロボットに供給する。

【００１３】

【実施例】図１は、本実施例のオフラインティーチング
装置１０およびそれによって作成されたティーチングデ
ータに基づいて溶接作業を行うロボット制御システム１
２を示す。

【００１４】ロボット制御システム１２は、製造ライン
の配設される現場に設置されており、前記製造ライン上
の部品（作業対象物）に対して溶接作業を行う作業ロボ
ット１４と、ティーチングデータに基づき前記作業ロボ
ット１４の動作制御を行うロボット制御装置１６と、現
場において必要に応じてティーチングを行うためのティ
ーチングボックス１８とを備える。この場合、ティーチ
ングデータとは、前記部品の各作業位置に対する作業ロ
ボット１４の位置・姿勢データと、前記各作業位置にお
ける溶接電流、通電時間および電極加圧力を示す作業条
件データとを言う。

【００１５】オフラインティーチング装置１０は、ティ
ーチングデータを作成する本体部２０と、作業ロボット
１４および部品のモデル等を表示するディスプレイ２２
とを備え、前記本体部２０には、キーボード２４、マウ
ス２６およびプリンタ２８が接続される。

【００１６】図２において、前記本体部２０は、ディス
プレイ２２に表示される図形の処理を含み、前記ティー
チングデータの作成を行うＣＰＵ３０と、前記ＣＰＵ３
０によって処理されるプログラムやデータを記憶する記
憶部３２と、ハードディスクドライブ３４を制御し、ハ
ードディスク３６に記憶された各種データを読み出すハ
ードディスクコントローラ３８と、フロッピィディスク
ドライブ４０を制御し、フロッピィディスクＦＤに前記
ティーチングデータを格納するフロッピィディスクコン
トローラ４２と、ディスプレイ２２、キーボード２４、
マウス２６およびプリンタ２８に対する信号の授受を行
うインタフェース４４とを備える。なお、ＣＰＵ３０
は、属性データを選択する第１選択手段および作業条件
データを選択する第２選択手段として機能する。また、
ハードディスク３６は、属性データ保持手段および作業
条件データ保持手段として機能する。

【００１７】ここで、前記ハードディスク３６には、溶
接点データ、形状データ、属性データおよび作業条件デ
ータが格納される。溶接点データは、作業ロボット１４
により溶接作業が行われる部品の位置データWe1 、We2
…と、前記各位置データWe1、We2 …に対応した座標デ
ータLoc1、Loc2…とで構成される（図３参照）。この場
合、座標データLoc1、Loc2…は、例えば、図４に示すよ
うに、各位置データWe1 、We2 …に対してＸＹＺ座標系
のＺ軸方向が部品B1、B2の面に対して垂直となるように
設定される。形状データは、各部品B1、B2…および作業
ロボット１４のモデルを構成する幾何学的情報から構成
される。属性データは、各部品B1、B2…の材質データZ
1、Z2…と、その板厚データH1、H2…とから構成される
（図５参照）。なお、属性データは、各部品B1、B2…に
対して仕向地別に複数設けることもできる。作業条件デ
ータは、溶接電流データA1、A2…と、通電時間データT
1、T2…と、電極加圧力データP1、P2…とから構成さ
れ、前記各属性データに対応して設定される（図６参
照）。

【００１８】本実施例のオフラインティーチング装置１
０およびそれによって作成されたティーチングデータに
基づいて溶接作業を行うロボット制御システム１２は、
基本的には以上のように構成されている。次に、前記オ
フラインティーチング装置１０を用いたティーチング方
法について説明する。

【００１９】この場合、オフラインティーチング装置１
０のハードディスク３６には、溶接点データ、形状デー
タ、属性データおよび作業条件データが予め設定されて
いるものとする。

【００２０】先ず、第１実施例について、図７に示すフ
ローチャートに基づき説明する。

【００２１】ＣＰＵ３０は、キーボード２４からの指示
に基づき、ハードディスク３６に格納された形状データ
を用いてディスプレイ２２に部品および作業ロボット１
４のモデルを表示させた後、前記作業ロボット１４のモ
デルを溶接点データ（図３参照）に従って、所定の溶接
点に移動させる（ステップＳ１０）。例えば、図４にお
いて、作業ロボット１４のモデルのツールセンタポイン
ト（ＴＣＰ）を位置データWe1 で示される溶接点に合わ
せ、且つ、ＴＣＰの有する座標系を座標データLoc1に合
わせる。なお、実際の現場における部品や作業ロボット
１４の設定誤差を考慮した場合、ＴＣＰは、前記位置デ
ータWe1 および前記座標データLoc1に対して所定の許容
範囲内に設定されてもよい。

【００２２】次に、オペレータは、ディスプレイ２２に
表示された前記作業ロボット１４のモデルの姿勢を確認
し（ステップＳ２０）、不都合な場合には、再度作業ロ
ボット１４のモデルを移動させて姿勢を調整する（ステ
ップＳ３０）。姿勢が確定すると、その時の作業ロボッ
ト１４の位置データおよび姿勢データをティーチングデ
ータとして記憶部３２に格納する（ステップＳ４０）。

【００２３】次いで、前記位置データに対応した部品を
検索する（ステップＳ５０）。例えば、図４の場合、位
置データWe1 に対して部品B1およびB2が検索される。Ｃ
ＰＵ３０は、前記部品からその属性データである材質デ
ータZ1、Z2…および板厚データH1、H2…を検索し（ステ
ップＳ６０、図５参照）、ディスプレイ２２に表示する
（ステップＳ７０）。

【００２４】さらに、ＣＰＵ３０は、前記属性データに
対応する作業条件データを検索し（ステップＳ８０）、
それをディスプレイ２２に表示する（ステップＳ９
０）。そこで、オペレータは、表示された前記作業条件
データを検討し、不都合な場合には、再度作業条件デー
タの検索を行うことで、最適な作業条件データを設定す
る（ステップＳ１００）。なお、属性データに対応した
複数の作業条件データを検索してディスプレイ２２に表
示し、それから最適な作業条件データを選択するように
してもよい。確定した作業条件データは、ティーチング
データとして記憶部３２に格納する（ステップＳ１１
０）。

【００２５】ステップＳ１０〜Ｓ１１０の動作を全溶接
点に対して行うことにより、記憶部３２には、作業ロボ
ット１４の位置データ、姿勢データおよび作業条件デー
タからなるティーチングデータが格納される（ステップ
Ｓ１２０）。

【００２６】以上のようにして作成されたティーチング
データは、フロッピィディスクコントローラ４２の制御
下にフロッピィディスクＦＤに格納され、ロボット制御
システム１２のロボット制御装置１６に供給される。ロ
ボット制御装置１６は、前記ティーチングデータを構成
する位置データ、姿勢データに基づき、作業ロボット１
４を所定の溶接点に対して移動させる一方、前記ティー
チングデータを構成する作業条件データ（溶接電流デー
タ、通電時間データ、電極加圧力データ）に基づき、所
定の加圧力で部品を挟持し、所定時間、所定の電流を通
電して溶接作業を遂行する。

【００２７】このように、第１実施例では、オフライン
ティーチング装置１０において、オペレータは、図面等
を参照することなく、作業条件データの付加されたティ
ーチングデータを容易に作成することができる。また、
作業条件データが付加されたティーチングデータが製造
ラインのロボット制御装置１６に供給されるため、現場
での作業条件データの設定作業が不要となる。従って、
現場では、必要最小限の作業によって効率的に作業ロボ
ット１４に対する動作設定を行うことができる。

【００２８】次に、第２実施例について、図８に示すフ
ローチャートに基づき説明する。

【００２９】この場合、前記第１実施例と同様に、作業
ロボット１４のモデルを溶接点データに従って移動させ
た後、ディスプレイ２２に表示された前記作業ロボット
１４のモデルの姿勢を確認して調整し、その位置データ
および姿勢データをティーチングデータとして記憶部３
２に格納する（ステップＳ１０〜Ｓ４０）。

【００３０】次いで、溶接ロボットからなる前記作業ロ
ボット１４のモデルを構成する一対の電極を変位させる
ことで、部品の加圧動作を行わせ（ステップＳ４２）、
部品と電極との干渉をチェックする（ステップＳ４
４）。すなわち、部品の形状データと作業ロボット１４
の形状データとの数値上での接触状態をチェックし、接
触した際にその接触点の位置データから部品を特定する
（ステップＳ５０）。

【００３１】部品が特定されると、前記第１実施例と同
様にして、前記部品に基づいて属性データを検索し、前
記属性データから作業条件データを検索し、検索された
作業条件データを作業ロボットの位置データおよび姿勢
データとともに記憶部３２に記憶させることでティーチ
ングデータを作成する（ステップＳ６０〜Ｓ１２０）。

【００３２】このように、第２実施例では、作業条件デ
ータの付加されたティーチングデータを効率的に作成す
ることができるとともに、作業ロボット１４のモデルと
部品のモデルとの干渉チェックを行うことで部品を特定
することができる。

【００３３】次に、第３実施例について、図９に示すフ
ローチャートに基づき説明する。

【００３４】この場合、前記第１および第２実施例と同
様に、作業ロボット１４のモデルを溶接点データに従っ
て移動させた後（ステップＳ２００）、ディスプレイ２
２に表示された前記作業ロボット１４のモデルの姿勢を
確認して調整し（ステップＳ２１０、Ｓ２２０）、その
位置データおよび姿勢データをティーチングデータとし
て記憶部３２に格納する（ステップＳ２３０）。

【００３５】次いで、前記位置データに対応した部品を
検索し（ステップＳ２４０）、その部品番号を記憶部３
２に格納する（ステップＳ２５０）。この作業を必要な
溶接点全てに対して行う（ステップＳ２６０）。

【００３６】全溶接点の部品番号が設定されると、オペ
レータは、当該部品またはそれによって構成される製品
の適用対象である仕向地を指定するパラメータ（仕向地
データ）をキーボード２４等から入力する（ステップＳ
２７０）。そして、ＣＰＵ３０は、前記パラメータに対
応する属性データを前記部品番号から検索する（ステッ
プＳ２８０）。なお、前記属性データは、寒冷地向けの
製品に対応するデータ、海外向けの製品に対応するデー
タ等のように仕向地に応じて分類されている。従って、
製品の仕向地に対応した属性データが設定されることに
なる。

【００３７】全溶接点に対して設定された属性データ
は、ディスプレイ２２に表示される（ステップＳ２９
０）。さらに、ＣＰＵ３０は、前記属性データに対応す
る作業条件データを検索し（ステップＳ３００）、それ
をディスプレイ２２に表示する（ステップＳ３１０）。
そこで、オペレータは、表示された前記作業条件データ
を検討し、不都合な場合には、再度作業条件データの検
索を行うことで、最適な作業条件データを設定する（ス
テップＳ３２０）。なお、属性データに対応した複数の
作業条件データを検索してディスプレイ２２に表示し、
それから最適な作業条件データを選択するようにしても
よい。確定した作業条件データは、溶接点の位置デー
タ、姿勢データとともにティーチングデータとして記憶
部３２に格納される（ステップＳ３３０）。

【００３８】このように、第３実施例では、第１および
第２実施例と同様に、作業条件データが付加されたティ
ーチングデータを効率的に作成することができるととも
に、仕向地に対応させたティーチングデータを作成する
ことができるため、例えば、多種少量生産に対しても容
易に対応することができる。

【００３９】次に、第４実施例について、図１０に示す
フローチャートに基づき説明する。

【００４０】この場合、前記第１〜第３実施例と同様
に、作業ロボット１４のモデルを溶接点データに従って
移動させた後、ディスプレイ２２に表示された前記作業
ロボット１４のモデルの姿勢を確認して調整し、その位
置データおよび姿勢データをティーチングデータとして
記憶部３２に格納する（ステップＳ２００〜Ｓ２３
０）。

【００４１】次いで、溶接ロボットからなる前記作業ロ
ボット１４のモデルを構成する一対の電極を変位させる
ことで、部品の加圧動作を行わせ（ステップＳ２３
２）、部品と電極との干渉をチェックする（ステップＳ
２３４）。すなわち、部品の形状データと作業ロボット
１４の形状データとの数値上の接触状態をチェックし、
接触した際にその接触点の位置データから部品を特定し
（ステップＳ２４０）、その部品番号を記憶部３２に格
納する（ステップＳ２５０）。この作業を必要な溶接点
全てに対して行う（ステップＳ２６０）。

【００４２】全溶接点の部品番号が設定されると、オペ
レータは、前記第３実施例の場合と同様に、仕向地を指
定するパラメータを入力し（ステップＳ２７０）、ＣＰ
Ｕ３０が前記パラメータに対応する属性データを前記部
品番号から検索する（ステップＳ２８０）。さらに、全
溶接点に対して設定された属性データに対応する作業条
件データが検索され、溶接点の位置データ、姿勢データ
とともにティーチングデータとして記憶部３２に格納さ
れる（ステップＳ２９０〜Ｓ３３０）。

【００４３】このように、第４実施例では、仕向地に対
応させた作業条件データを有するティーチングデータを
効率的に作成することができるとともに、作業ロボット
１４のモデルと部品のモデルとの干渉チェックを行うこ
とで部品を特定することができる。

【００４４】なお、上述した実施例では、作業ロボット
として溶接ロボットを用いた場合につき説明したが、他
の種類の作業ロボットにも適用することができる。例え
ば、作業対象物を把持して搬送する作業ロボットに適用
した場合、作業対象物の軟らかさを属性データとして複
数設定するとともに、前記各属性データに対して作業ロ
ボットの把持力を作業条件データとして設定しておけ
ば、作業対象物の属性データから把持力を検索し、前記
把持力を作業条件データとして有するティーチングデー
タを作成することが可能である。

【００４５】

【発明の効果】以上のように、本発明のオフラインティ
ーチング方法および装置によれば、ティーチングデータ
に対して作業条件データを検索して付加することができ
るため、オフラインティーチング時における作業の効率
化を達成することができるとともに、前記ティーチング
データが適用される作業ロボットの現場における作業の
効率化をも達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法および装置が適用されるオフライン
ティーチング装置およびロボット制御システムの構成図
である。

【図２】図１に示すオフラインティーチング装置の回路
ブロック図である。

【図３】図２に示すハードディスクに格納される溶接点
データの説明図である。

【図４】図３に示す溶接点データと作業対象物との関係
説明図である。

【図５】図２に示すハードディスクに格納される属性デ
ータの説明図である。

【図６】図２に示すハードディスクに格納される作業条
件データの説明図である。

【図７】本発明方法の第１実施例に係るフローチャート
である。

【図８】本発明方法の第２実施例に係るフローチャート
である。

【図９】本発明方法の第３実施例に係るフローチャート
である。

【図１０】本発明方法の第４実施例に係るフローチャー
トである。

【符号の説明】

１０…オフラインティーチング装置 １２…ロボット
制御システム １４…作業ロボット １６…ロボット
制御装置 ２０…本体部 ２２…ディスプ
レイ ３０…ＣＰＵ ３６…ハードデ
ィスク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金子 貢 埼玉県狭山市新狭山１−10−１ ホンダエ ンジニアリング株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】作業対象物のモデルデータに基づき作業ロ
   ボットに対してティーチングデータを教示するオフライ
   ンティーチング方法において、 前記作業対象物における前記作業ロボットの作業位置を
   求める第１ステップと、 前記作業位置における前記作業対象物の属性データを属
   性データ保持手段より検索する第２ステップと、 前記属性データに対応した前記作業ロボットによる作業
   条件データを作業条件データ保持手段より検索する第３
   ステップと、 前記作業条件データを含むティーチングデータを作成す
   る第４ステップと、 からなることを特徴とするオフラインティーチング方
   法。
2. 【請求項２】作業対象物のモデルデータに基づき作業ロ
   ボットに対してティーチングデータを教示するオフライ
   ンティーチング方法において、 前記作業対象物の適用対象を設定する第１ステップと、 前記作業対象物における前記作業ロボットの作業位置を
   求める第２ステップと、 前記作業位置における前記作業対象物の前記適用対象に
   対応した属性データを属性データ保持手段より検索する
   第３ステップと、 前記属性データに対応した前記作業ロボットによる作業
   条件データを作業条件データ保持手段より検索する第４
   ステップと、 前記作業条件データを含むティーチングデータを作成す
   る第５ステップと、 からなることを特徴とするオフラインティーチング方
   法。
3. 【請求項３】作業対象物のモデルデータに基づき作業ロ
   ボットに対してティーチングデータを教示するオフライ
   ンティーチング装置において、 前記作業対象物における前記作業ロボットの作業位置に
   対応して、前記作業対象物の属性データを保持する属性
   データ保持手段と、 前記属性データに対応した前記作業ロボットによる作業
   条件データを保持する作業条件データ保持手段と、 前記作業位置における前記属性データを検索する第１検
   索手段と、 前記属性データに対応した前記作業条件データを検索す
   る第２検索手段と、 を備え、当該作業位置に対して前記作業条件データを含
   むティーチングデータを作成することを特徴とするオフ
   ラインティーチング装置。
4. 【請求項４】請求項３記載の装置において、 属性データ保持手段は、作業対象物の適用対象および作
   業ロボットの作業位置に対応した属性データを保持し、 第１検索手段は、前記適用対象および前記作業位置に対
   応した前記属性データを検索する、 ことを特徴とするオフラインティーチング装置。